Des lapins aux humains: les contributions du Dr Theodore E Woodward à la recherche sur la tularémie

La tularémie est une infection zoonotique endémique causée par Francisella tularensis, qui cause principalement des infections chez les humains ayant manipulé du tissu animal contaminé ou ayant été mordu par des arthropodes infectés. En raison de sa facilité de dispersion et de transmission et de son haut degré d’infectivité, F tularensis être un agent de bioterrorisme Par conséquent, il y a un regain d’intérêt pour le développement de mesures sûres et efficaces, telles que les vaccins, pour prévenir la morbidité et la mortalité associées à l’exposition aux aérosols de F tularensis. Le Dr Theodore E Woodward et ses collègues sont les pionniers des études cliniques sur les vaccins contre la tularémie qui constituent la base de la recherche actuelle sur le vaccin contre la tularémie.

Au lendemain de septembre, on craignait que cet événement terroriste ne soit suivi d’une attaque par des agents biologiques. La libération intentionnelle d’anthrax par la poste plus tard dans l’année a stimulé l’élaboration de mesures à la fois préventives et thérapeutiques contre certains agents. être utilisé dans un attentat terroriste Bien que l’attention se soit concentrée sur l’anthrax et la variole, après un hiatus de près d’un an, les caractéristiques biologiques de la tularémie et les mesures de lutte contre la maladie ont suscité un regain d’intérêt. Les recherches ont été financées par les Instituts nationaux de la santé In, ces subventions ont été financées [M Schaefer, Institut national des maladies allergiques et infectieuses, National Institutes of Health, communication personnelle] Dr Theodore E Woodward et son équipe à l’Université du Maryland à Baltimore à la pointe de la recherche précoce sur la tularémie aux États-Unis, l’intérêt du Dr Woodward En tant qu’étudiant en médecine, il passait devant le marché de Lexington à Baltimore et observait des lapins sauvages habillés et suspendus avec des taches visibles, par exemple des granulomes casé sur le foie et le contenu abdominal. Sans surprise, l’incidence de la tularémie était élevée. à Baltimore, jusqu’à ce que le conseil municipal adopte une ordonnance interdisant la vente de lapins sauvages dans la ville Peu de temps après la Seconde Guerre mondiale, Dr Woodward a commencé son association avec l’étude des maladies infectieuses d’importance militaire, dont le point culminant était son orientation. Inspiré par les études sur l’infection à rickettsies menées par le Dr Joseph Smadel, le Dr Woodward a développé un modèle humain d’infection induite pour l’étude de la tularémie. examiner ces premières études de la tularémie expérimentale

Antibiotique pour la tularémie

Le Dr Woodward a été l’un des pionniers de l’étude de l’antibiothérapie. Il a été parmi les premiers chercheurs à utiliser le chloramphénicol pour le traitement des maladies rickettsiennes et de la fièvre typhoïde, et la tétracycline pour la peste. Selon Pullen et Stuart , le taux de mortalité associé à la tularémie inhalatoire était de% -%. Le Dr Woodward a soutenu que, parce que la réponse de la plupart des animaux à l’infection expérimentale est si différente de celle des humains, Le meilleur moyen d’étudier l’efficacité des antibiotiques, évaluer les vaccins et définir les mécanismes immunitaires Cette approche a été possible pour l’étude de la tularémie, car une expérience considérable a montré qu’il y avait une réponse rapide à la streptomycine après les infections chez les animaux de laboratoire. leur première étude humaine de l’inoculation intradermique de F tularensis virulent, Dr Woo Dward et ses collègues ont montré que, lorsqu’il était administré trop tôt et / ou brièvement, le traitement au chloramphénicol était associé à un degré élevé de rechute qui n’avait pas été observé avec la streptomycine . infections intracellulaires, telles que la fièvre pourprée des montagnes Rocheuses, traitées avec des médicaments bactériostatiques

Vaccins pour la prévention de la tularémie

Foshay vaccin tué, Foshay et ses collègues ont été les premiers chercheurs à vacciner les humains avec un vaccin tué phénolisé ou acétone extrait. Leur étude des individus vaccinés avec ce vaccin a révélé que% des personnes vaccinées qui ont travaillé avec la tularémie ont contracté la maladie. que c’était un tiers du nombre de personnes susceptibles d’acquérir la maladie Parmi les personnes infectées,% d’entre elles étaient considérées comme ayant une infection bénigne Par, il y avait eu & gt; cas de tularémie acquise en laboratoire parmi le personnel immunisé avec le vaccin Foshay Bien que% des cas de tularémie d’origine naturelle étaient ulcéroglandulaires, les cas acquis en laboratoire étaient généralement typhoïdaux, avec entrée respiratoire présumée. En confirmation des données antérieures de Foshay, une revue rétrospective Les chercheurs ont suggéré que seuls les travailleurs immunisés avec le vaccin Foshay présentaient une maladie systémique sévère, ce qui contrastait fortement avec les réponses de volontaires vraisemblablement non immunisés exposés à des doses infectieuses minimales. Ainsi, le vaccin tué présentait une efficacité limitée dans la prévention de la tularémie. Le vaccin LVS actuel est un descendant de souche de souche de type B, qui a été développé par l’ex-Union soviétique à l’Institut Gamaleya à Moscou pendant la Seconde Guerre mondiale, il y avait une épidémie de tularémie sur le front de l’Est qui a impliqué des centaines de f milliers de cas; Bien que les cas de tularémie aient été attribués à une mauvaise hygiène, il y avait aussi la suspicion qu’il y aurait eu une libération intentionnelle , bien que cela n’ait jamais été confirmé. Immunisation de masse de & gt; Au cours de cette flambée, des millions de personnes en Union soviétique ont démontré la sécurité du vaccin vivant atténué. Bien que le vaccin ait pu être responsable de la réduction observée du nombre de cas de tularémie, il est également possible que les améliorations de l’assainissement jouent un rôle important. le gouvernement soviétique a fourni son vaccin vivant atténué aux enquêteurs de Fort Detrick, Maryland, où il a subi d’autres modifications pour être utilisé dans le personnel militaire à risque et les travailleurs de laboratoire Eigelsbach et Downs ont caractérisé diverses souches contenues dans le vaccin vivant russe et ont déterminé que, parmi les types de colonies bactériennes dans le vaccin, un variant de colonie bleue était le plus virulent et immunogène. le LVS Il a d’abord été utilisé à Fort Detrick dans Bien que les génomes du virulent SCHU S et le LVS ont maintenant été séquencés, la base de l’atténuation de LVS n’est toujours pas connueBurke a rétrospectivement comparé les taux d’infection pour le personnel qui a reçu le vaccin LVS entre et avec les taux pour ces mêmes travailleurs qui ont reçu régulièrement le vaccin Foshay Il a constaté que, avec l’introduction du vaccin LVS, les taux de tularémie typhoïde diminuaient d’un cas à l’autre par année-employé à risque; cependant, bien que la gravité de la maladie ait été plus faible, il n’y a eu aucun changement dans l’incidence de la tularémie ulcéro-glandulaire

Premières études de l’efficacité du vaccin contre la tularémie chez les humains

Par l’Union soviétique et les Etats-Unis, F tularensis avait été militarisé. L’antibiothérapie de choix à l’époque, la streptomycine devenue disponible, devait être administrée par voie parentérale et ne pouvait pas être efficacement déployée dans une exposition massive à F tularensis. Le vaccin atténué développé par les Russes semblait sûr, mais son efficacité n’était pas bien établie. Bien que l’évaluation rétrospective du personnel de laboratoire ait suggéré que le vaccin LVS aurait pu être plus efficace que les vaccins tués, l’influence du vaccin sur le Le temps, l’intensité ou le taux d’exposition du personnel de laboratoire à F tularensis n’étaient pas connus. Par conséquent, la nécessité d’une évaluation plus rigoureuse des vaccins contre la tularémie a été appréciée. à Fort Detrick, ainsi que par les enquêteurs de l’Ohio State University Columbus et l’Université du Maryland, avec le Vaccin LVS fourni par Fort Detrick et donné dans une dose d’organismes viables / ml au moyen de piqûres multiples c.-à-d. Scarification Ces dernières études ont été initiées par le Dr Woodward et ses collègues comme une extension de son précédent modèle d’infection induite. Ces études ont été approuvées et financées par le Département de la Défense. Saslaw et al ont examiné l’efficacité de ces sites. Ces études ont été approuvées par les commissions d’enquête épidémiologique et de vaccination de l’AFEB. le vaccin Foshay dans la prévention de l’infection des sujets humains au Pénitencier de l’État de l’Ohio qui ont ensuite été contestés par voie intracutanée avec des organismes de SCHU S Foshay et ses collègues avaient initialement isolé la souche SCHU S d’une lésion ulcéroglandulaire humaine dans des lésions localisées dans presque tous les sujets Onze des sujets témoins non immunisés présentaient des symptômes systémiques de ces sujets témoins Les sujets qui ont reçu le vaccin Foshay une fois ou qui ont reçu un vaccin de rappel – mois après l’infection initiale présentaient des symptômes de sévérité réduite. Il est intéressant de noter que les sujets témoins ont été récidivés – mois après l’infection initiale, c.-à-d. ceux qui ont été réinfectés développent encore des lésions locales; cependant, ils ont développé une certaine protection contre la maladie systémique En effet, un enquêteur Francis a été réinfecté fois

Diapositive des études humaines comparant l’efficacité protectrice des vaccins LVS de la souche vaccinale tuée à Foshay et de la souche vaccinale vivante contre le SCHU S challengeTable View largeTéléchargerRésumé des études humaines comparant l’efficacité protectrice des vaccins LVS de la souche vaccinale tuée Foshay et vivante contre le challenge SCHU SCes études ont été suivies en comparant l’efficacité protectrice des vaccins Foshay et LVS chez des sujets humains qui ont ensuite reçu un test d’aérosol avec des organismes de SCHU S Parmi les sujets immunisés avec LVS qui ont ensuite été provoqués, presque tous avaient des lésions locales transitoires suivies , par immunisation, par des papules non douloureuses qui ont pâli au cours des semaines. Une moitié avait une lymphadénopathie axillaire transitoire. Le test SCHU S a été administré dans des conditions soigneusement contrôlées par inhalation d ‘aérosols à travers des masques, contrairement aux résultats d’ essais intracutanés. dans le Comparaison avec des sujets témoins non immunisés après infection par aérosol chez des sujets immunisés avec le vaccin Foshay, après infection par des organismes, chez des sujets immunisés avec le vaccin Foshay, par rapport à des sujets témoins non vaccinés Dans l’ensemble, des sujets témoins ont eu une infection systémique, y compris des sujets contrôles non pris en charge. Il n’y avait pas de résultats positifs en culture hématologique. L’utilisation précoce de streptomycine ou de tétracycline a rapidement guéri la maladie. Les vaccins vivants et inactivés n’étaient pas liés aux titres d’anticorps sériques avant la provocation. Ces études ont établi que les micro-organismes SCHU-S provoquent une tularémie lorsqu’ils sont administrés par voie aérosol ou sous-cutanée. Après avoir obtenu l’accord des volontaires, l’infection a été induite par un distributeur respiratoire, et les sujets ont ensuite été emmenés dans un laboratoire médical nouvellement développé. L’unité de soins de la prison de McCrumb a immunisé les sujets par voie intradermique avec le LVS ou une préparation de Larson antigénique chimiquement fractionnée, non fractionnée, et il a ensuite exposé les sujets aux aérosols de SCHU S à des doses infectieuses humaines. Chez les sujets témoins, une maladie manifeste est apparue en quelques jours, la période d’incubation étant affectée par la taille de l’inoculum de provocation. Tous les sujets témoins présentaient un début soudain de fièvre, de céphalée, de mal de gorge, de malaise, une myalgie marquée, une oppression thoracique et une toux non productive. Lors de l’examen physique, une injection pharyngée et une maladie modérément sévère ont été notées, avec de la fièvre. McCrumb a trouvé que la pneumonie tularémique primaire pouvait être induite par un aérosol avec aussi peu que des organismes. Quatre des sujets immunisés avec les données du vaccin Larson non montrées et des sujets immunisés avec LVS ont été notés. en montant et les figures voûtées en chiffre étaient protégés contre les symptômes systémiques; Cependant, Saslaw et al et McCrumb ont indépendamment montré que le vaccin LVS était supérieur aux vaccins inactivés pour protéger contre les défenses aérosol des sujets humains. SCHU S Important, cependant, McCrumb a également démontré que, si la dose d’épreuve était augmentée, la protection induite par le LVS pourrait être surmontée chez ~% des sujets.

Figure View largeTélécharger la diapositive Effet protecteur de l’immunisation intradermique avec la souche vaccinale vivante Vaccin LVS ou données non démontrées Vaccin tularémique sur provocation respiratoire – doses infectieuses humaines avec la souche virulente SCHU S Les sujets ont été immunisés avec le vaccin puis ont été exposés par aérosol avec – doses infectieuses humaines de bactéries, correspondant à -, organismes Les doses indiquées sur la figure désignent des doses relatives chaque dose relative est égale à des doses infectieuses humaines [c’est-à-dire que la dose est égale à des doses infectieuses humaines ou à des organismes] Les chiffres verticaux dénotent des sujets asymptomatiques; figures voûtées, sujets souffrant d’une maladie transitoire ne nécessitant pas d’antibiothérapie; des personnages assis, des sujets présentant des symptômes mais dont les symptômes ont été améliorés par la vaccination; Des sujets au lit, sujets dont les symptômes n’ont pas été modifiés et nécessitant un traitement antibiotique Des sujets immunisés avec le vaccin inactivé et soumis à des doses infectieuses humaines, ne présentaient aucun symptôme, présentaient des symptômes modifiés et nécessitaient une antibiothérapie comparée à un contrôle non immunisé Sujets ayant besoin d’antibiotiques Parmi les sujets qui ont reçu des doses infectieuses humaines, qui ont nécessité des antibiotiques, qui ne présentaient aucun symptôme et présentaient des symptômes modifiés, comparés aux sujets témoins, chacun nécessitant des antibiotiques. Reproduction autorisée avec Figure Agrandir l’imageProtection de la vaccination intradermique avec vaccin vivant souche vaccin LVS ou tué données non montré vaccin tularémie sur défi respiratoire – doses infectieuses humaines avec la souche virulente SCHU S Les sujets ont été immunisés avec le vaccin puis ont été exposés par aérosol avec – des doses infectieuses humaines de bactéries, correspondant à -, des organismes Les doses indiquées dans le la figure indique des doses relatives chaque dose relative est égale à des doses infectieuses humaines [c’est-à-dire que la dose est égale à des doses infectieuses humaines ou à des organismes] Les chiffres verticaux désignent des sujets asymptomatiques; figures voûtées, sujets souffrant d’une maladie transitoire ne nécessitant pas d’antibiothérapie; des personnages assis, des sujets présentant des symptômes mais dont les symptômes ont été améliorés par la vaccination; Des sujets au lit, sujets dont les symptômes n’ont pas été modifiés et nécessitant un traitement antibiotique Des sujets immunisés avec le vaccin inactivé et soumis à des doses infectieuses humaines, ne présentaient aucun symptôme, présentaient des symptômes modifiés et nécessitaient une antibiothérapie comparée à un contrôle non immunisé Sujets qui ont nécessité des antibiotiques Des sujets qui ont reçu des doses infectieuses humaines, ont nécessité des antibiotiques, ne présentaient aucun symptôme et présentaient des symptômes modifiés, comparés aux sujets témoins, dont chacun avait besoin d’antibiotiques Reproduit avec la permission de Ces études de vaccination intradermique au Maryland House of Correction ont été suivis par des études d’immunisation par aérosol LVS et une souche virulente intermédiaire similaire à des souches eurasiennes ont été administrées en tant que vaccins par aérosol à fortes doses. Des doses inhalées d’organismes LVS ont produit une excellente immunité contre un grand défi par exemple SCHU S, mais les organismes LVS ont provoqué une maladie ressemblant à h des sujets nécessitant un traitement à la streptomycine; cependant, des réactions légères et aucune incapacité ont été observées après l’administration des organismes LVS. Souche a produit une forme légère de tularemia après l’inhalation des -, organismes, mais aucun sujet n’a exigé l’antibiothérapie Bien que cette souche ne convenait pas comme vaccin, elle a stimulé Dans ces études, le Dr Woodward a également évalué la possibilité d’une transmission interhumaine et a découvert que la culture des expectorations était expectorée dans des milieux de culture de laboratoire par des sujets exposés à des aérosols. SCHU S n’a pas donné de résultats positifs Bien que des études russes aient démontré que des doses d’aérosol de certains organismes pouvaient être administrées sans effets nocifs, l’efficacité de ces immunisations respiratoires n’a pas été démontrée par la résistance des souches vaccinales à F tularensis virulent. démontré qu’il était possible de surmonter la protection LVS en augmentant La dose d’aérosol de SCHU S, Hornick et Eigelsbach a mené une série d’études sur l’efficacité protectrice de l’immunisation respiratoire par LVS contre aérosol et provocation intradermique avec SCHU. Tableau Doses d’organismes LVS bien tolérés bien que tous les sujets aient ganglions cervicaux, mais une dose d’organismes LVS était associée à une tularémie typhoïde légère et spontanément résolutive chez les sujets nécessitant une antibiothérapie. L’immunité à l’épreuve aérosol était plus grande avec l’immunisation par voie respiratoire qu’avec la voie intradermique. études antérieures de Saslaw et al , la présence d’agglutinines de tularémie circulantes n’était pas corrélée avec la résistance à l’infection

Diapositive d’études comparant les immunisations respiratoires et intradermiques avec le vaccin LVS souche vaccinale vivante, suivie d’un test avec SCHU STable View largeTélécharger le résumé des études comparant les immunisations respiratoires et intradermiques avec le vaccin LVS souche vaccinale vivante, suivi d’un test avec SCHU Par l’aérosol, le LVS et la souche SCHU S ont également été administrés par voie orale par le Dr Woodward et ses collègues. Par cette voie, les organismes de SCHU S ont produit des maladies Les volontaires qui gargarisent les organismes développent de larges ganglions lymphatiques cervicaux qui répondent rapidement à la streptomycine; Cependant, les sujets qui ont ingéré les organismes dans une capsule de gélatine n’ont pas réagi

Problèmes éthiques liés à la recherche impliquant des détenus

Dans une réminiscence écrite peu de temps avant sa mort, le Dr Woodward a abordé les IRB et d’autres préoccupations éthiques concernant la recherche sur la tularémie impliquant des sujets humains, en particulier des prisonniers. Compte tenu de ses conclusions précédentes concernant les différences entre les espèces animales dans leur réponse à F tularensis, Dr Woodward a conclu que les réponses à la question de savoir si les antibiotiques ou les vaccins étaient efficaces dans le traitement ou la prévention de la tularémie chez l’homme Dans un premier temps, le Dr Woodward a utilisé des membres de son personnel ou des patients bénévoles du service médical pour des études de provocation intradermique. Des études subséquentes ont été effectuées sur des détenus dans les pénitenciers de l’État du Maryland et de l’Ohio. Guerre II, développer des traitements pour les infections maladies, des programmes de recherche volontaires ont été lancés dans les prisons par plusieurs organismes fédéraux. Ces recherches, jugées acceptables par le public et louables, et les prisonniers considérés comme patriotiques, se sont poursuivies après la fin de la guerre. En effet, l’amendement Kefauver-Harris à la Loi sur les aliments et drogues, qui a établi des exigences supplémentaires pour les tests de sécurité et d’efficacité, encouragé l’utilisation continue des prisonniers dans la recherche Pour les études du Dr Woodward, une hotte de laboratoire et une chambre d’aérosol ont été transportés à la maison de correction. Comme on l’a déjà noté, étant donné la réponse rapide à l’antibiothérapie, aucun sujet ne présentait de symptômes de fièvre légère et de céphalée, de petite lésion primaire ou de lymphe modérée. l’élargissement de noeud dure au-delà de h après le défi, et il n’y avait pas de événements En, les enquêteurs, y compris FMC ont effectué des études supplémentaires à Fort Detrick dans lequel adventistes du septième jour, qui étaient tous des diplômés du collège, ont été recrutés comme bénévoles sous la supervision de la AFEB Dans ces études, le processus de consentement a été enregistré; un consentement écrit et éclairé a été obtenu, et les sujets devaient subir des examens avant et après l’inscription. À l’époque, c’était l’un des processus de consentement les plus rigoureux pour les études sur des sujets humains. M. Woodward connaissait les questions éthiques soulevées par la conduite. de la recherche biomédicale dans les populations carcérales Tous les tests de volontaires ont été soumis à un examen par les pairs, avec l’approbation des Commissions d’enquête épidémiologique et de vaccination de l’AFEB et de l’AFEB elle-même. -, qui régissait l’utilisation des volontaires en tant que sujets de recherche En toute connaissance de cause, le consentement écrit était obtenu sans contrainte ni incitations telles que des récompenses financières ou une réduction de la durée des peines d’emprisonnement et les sujets étaient libres de se retirer à tout moment. informé de l’évolution de la situation médicale, le Dr Woodward a été légalement tenu de mettre fin au programme de volontaires. Je suis à la Maryland House of Correction, quand l’American Civil Liberties Union a déposé un recours collectif contre le Dr Woodward, son équipe de recherche, l’Université du Maryland, et tous les sponsors étatiques et fédéraux gouvernementaux de la recherche Le costume a affirmé, en partie, Initialement, le juge a rejeté l’affaire portée par l’American Civil Liberties Union et a fait remarquer que l’équipe de recherche employait des normes éthiques élevées et que la recherche était d’une valeur considérable pour les détenus. le public et le service militaire Cependant, la Commission nationale pour la protection des sujets humains de la recherche biomédicale et comportementale a recommandé que la recherche impliquant des prisonniers ne soit pas menée aux États-Unis à moins que la recherche ne profite directement et directement au prisonnier. En tant que classe A partir de, la recommandation a trouvé son chemin dans une série de f Règlements du ministère de la Santé et des Services sociaux Ces règlements ont mis fin à la recherche sur les maladies infectieuses impliquant des bénévoles des prisons américaines, sauf pour les maladies touchant particulièrement les détenus en classe, comme l’hépatite. Des études ont été menées auprès de volontaires non carcéraux, pour autant que le consentement écrit ait été fourni et que la CISR ait jugé que les avantages pour les volontaires ou la société l’emportaient clairement sur les risques pour les volontaires. des effets indésirables graves, et que, à l’aube du siècle, nous sommes confrontés à la menace réelle du bioterrorisme

Contribution Des Premières Etudes De La Tularémie Humaine Expérimentale Au Développement Actuel De Vaccins Pour La Tularémie

Quel est l’héritage de ce travail? Nous connaissons les doses infectieuses pour les humains lorsqu’elles sont administrées par aérosol ou par voie intradermique et qu’une antibiothérapie précoce est efficace sur le plan clinique. De plus, des études précoces ont démontré qu’un vaccin vivant atténué protège contre le tularensis. Ainsi, bien que le rôle des mécanismes spécifiques de défense de l’hôte nécessaires à l’immunité protectrice contre F tularensis soit incomplètement compris, des études précoces ont démontré qu’une réponse immunitaire cellulaire est requise pour une immunité durable. Néanmoins, ces études ont établi que l’induction d’anticorps sériques par voie intradermique Les vaccins inactivés n’empêchent pas l’infection, l’induction d’anticorps sériques a un certain degré d’efficacité pour prévenir les symptômes de la tularémie systémique. De manière importante, l’augmentation de la dose d’aérosol peut venir à bout de la protection induite par le LVS. de SCHU S, actuellement en cours dans plusieurs laboratoires Ces premières études ont également démontré que l’immunisation par aérosol et voie orale, par voie muqueuse, était sûre à une dose de ⩽ organismes et efficace. Ceci pourrait être important en cas de besoin d’immunisation de masse lorsque L’immunisation par la méthode actuelle de scarification serait impraticable En l’absence de tout modèle animal reproduisant fidèlement la tularémie chez l’homme, ces informations précieuses d’une époque antérieure guideront certainement le développement ultérieur des vaccins contre la tularémie.

Remerciements

ASC et RE, au cours de leur carrière dans l’armée, ont connu le Dr Woodward pendant son mandat au sein du Conseil d’Epidémiologie des Forces Armées, plus tard, à la faculté de l’Université du Maryland. RE est président du comité d’examen institutionnel de l’Université du Maryland FMC est le professeur de médecine Theodore E Woodward à l’Université du Maryland Nous remercions le Dr Sheldon Greisman, un collègue du Dr Woodward pendant de nombreuses années, pour son examen attentif de ce manuscrit. Le National Institutes of Health accorde une subvention à ASC pour la recherche sur la tularémie. ; Company, Hunt Valley, Maryland Conflits d’intérêts potentiels RE est un consultant rémunéré d’Acambis Tous les autres auteurs: no conflicts